智能割草机器人研制

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1、隶。初大·璺硕士学位论文智能割草机器人的研制导师姓名：王送揸塾握屉垦拯直王RESEARCHANDDEVELOPMENTOFINTELLIGENTROBOT_MOWERADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYWhChun．WUSupervisedbyProfessorWANGXing—songSeniorengineerZhouGuo-yangSchoolofMechanicalEngineerin

2、gSoutheastUniversitySeptember2011东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：关越日期：—#东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复

3、印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。日期：智能割草机器人的研制硕士生：吴淳武导师：王兴松周国杨东南大学机械工程学院摘要随着经济的发展，城市绿化面积和家庭小庭院草地大幅度增加。传统割草机费时、费力，还会产生噪声污染，已不能满足当代社会发展的要求。因此，有必要研制一种自动割草机器人，它能自主进行割草作业，替代人工劳动。本文首先根据用

4、户对自动割草机器人的实际需求，制定了整体设计方案。关键技术主要包含驱动方式、导航与自主定位、传感器融合、界面设计及安全性设计。最终，本文给出了工程样机的主要技术指标。研究工作主要包含如下几个方面：本文设计了基于C8051F020的自动割草机器人硬件控制系统。主要包括电源模块、电机控制模块、多传感器控制、接口设计及辅助功能设计五个部分。在边界识别和自主充电功能的实现方案上，本文采用了基于电磁波理论的识别、判定方法。采用在边界电缆上加载脉冲电压的方法，在电缆周边环境产生交变磁场，利用电感线圈在电缆两侧感应电动势反向的基本原则实现边

5、界识别。类似的，当两个充电站线圈成特殊位置布置时，根据磁场叠加原理，可产生一条磁场强度最弱的虚拟导航线路，自动割草机器人依此线路行进便可顺利找到充电站，实现自主充电。本文所设计的自动割草机器人采用LCD液晶屏和薄膜按钮作为系统的人机交互界面，可有效的对系统各项参数进行设置。最后，本文提出了基于状态机的编程方法，实现自动割草机器人控制系统的软件编程。关键词：自动割草机器人自动避障边界识别与自主充电人机交互界面状态机编程ResearchandDevelopmentofIntelligentRobot-Mower、^兀jChun·w

6、uSupervisor：ProfessorWangXing-songSeniorengineerZhouOuo—yangSchoolofMechanicalEngineering，SoutheastUniversityAbstractWiththedevelopmentoftheeconomy,urbangreenareaandfamilygardenincreasedrapidly．ButthetraditionalmowernotonlytimeCONSUInl／lgbutalsogeneratingnosiepollut

7、ion．So，itisnecessarytodesignanintelligentrobot—mower,whichCanbladethelawnautomaticallyandreplacemanuallabor．Basedonuserrequirement,thekeytechnologyofintelligentrobot-mowermainlyincludetypeofdrive，boundaryidentificationandautomaticcharge，sensorfusion,humaninteraction

8、ofinterfaceandsecuritydesign．Atlast,themainperformanceparameterofintelligentrobot-mowerhasbeenproposed．AhardwarecontrolsystembasedonC8051F